通过使用来自普雷沃氏菌属的至少一种细菌菌株治疗肥胖、代谢综合征、2型糖尿病、心血 ...的制作方法
【专利说明】通过使用来自普雷沃氏菌属的至少一种细菌菌株治疗肥胖、 代谢综合征、2型糖尿病、心血管疾病、痴呆、阿尔茨海默病和 炎性肠病 发明领域
[0001]本发明涉及一种用于治疗肥胖、代谢综合征、2型糖尿病、心血管疾病、痴呆、阿尔 茨海默病和炎性肠病的产品，其包含来自物种普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)的至少一种 分离的细菌菌株，其中所述菌株选自肠道普雷沃氏菌（Prevotella copri )，PrevoteIla stercorea，Prevotella histicola,栖瘤胃普雷沃氏菌(Prevotella ruminicola)，布氏普 雷沃氏菌(Prevotella Bryantii )25A和狄氏普雷沃氏菌(Prevotella distasonis)。所述 广品可以是食物广品。
[0002] 发明背景
[0003] 本领域的许多食品和配料公司已增加了他们鉴定配料以及食物产品的活动，所述 配料和食物产品在使用时，除了提供基本的营养物以外，还将提供对消费者有利的健康作 用，这些配料和食物产品是所谓的功能食品。实例为活的微生物，即所谓的益生菌，它们已 经显示出对肠道健康的特别健康益处，并且被包含在食物产品中，如不同的乳制品，例如发 酵乳、酸奶，以及不同的饮料。具有健康益处的食物产品的其它实例为包含膳食纤维(DF)、 益生元碳水化合物、stannol、ω -3脂肪酸、维生素、多酚、低血糖影响食物等的食品。
[0004] 从公共健康的角度上来看，目前特别需要开发能够用于改善葡萄糖代谢和减少肥 胖及相关病症的新食物产品。葡萄糖代谢的病损还与受损的认知功能有关。生活方式相关 病症(例如肥胖和2型糖尿病(T2D))的盛行正在全球范围内增长，并且已提出到2030年，全 世界患有T2D的人数将由目前的3.66亿增加至5.52亿。因此，迫切需要预防性策略。基于膳 食的预防被认为是在与生活方式相关疾病的抗争中最有效的策略，并且流行病学研究表 明，例如全谷物食品和豆科植物的大量摄入在预防和管理糖尿病以及体重控制中是有益 的。
[0005] 肥胖是促成心脏代谢病症的主要因素，但是其机制并未充分地了解。然而，关键特 征似乎是"代谢炎症"和先天性系统的激活。膳食模式(例如高GI食品和能量密集型食品)被 越来越多地认为预示了心血管疾病的未来风险。当前，越来越多的知识体系支持健康肠道 微生物群在心脏代谢病症的抗争中的重要性，并且肠道生态系统被公认为宿主代谢、食欲 和体重调节的调控剂。已表明肠道微生物群与周缘组织之间的代谢"串扰"是通过难消化膳 食成分(例如难消化的碳水化合物)的肠道发酵来调节的。
[0006] 关于可发酵肠道底物对宿主代谢的作用的大量证据来源于使用菊糖（inulin)的 研究，所述菊糖在动物实验模型中显示对葡萄糖代谢和体重调节的益处。
[0007] 近来，在基于从消瘦人供体至患有代谢综合征(MetS)的受试者的排泄物移植的研 究中，记录了肠道微生物群的重要性;MetS代表了一组鉴别处于发生T2D和心血管疾病的高 风险中的受试者的风险因素。排泄物移植使得在排泄物注入后6周，在T2D受试者中胰岛素 敏感性增加。这些新发现是令人激动的，并且增加关于健康微生物群的重要性的知识。然 而，排泄物移植可以是复杂且危险的。
[0008] 因此，需要增加有益细菌的数量以及通过其它手段促进肠道微生物组成的健康平 衡的策略。到目前为止，证明有益细菌在膳食控制后增加的大多数研究是横向的，因此不能 证明因果关系。这可以通过经由灌肠剂或经由食物产品提供活细菌(包括所谓的益生菌）， 或者通过足量结肠底物(例如在惯常膳食中的特定益生元底物)的膳食供应，或者通过将益 生菌与益生元组合来实现。
[0009] 尽管在食品工业中尝试了开发具有改善的健康性质的新食物产品或功能性食物 型产品，但是仍存在关于肥胖以及患Mets或T2D的受试者群体增加的巨大问题。这些病况通 常使用药物治疗。然而，如果向处于疾病风险中的健康受试者或人提供特别设计以抵抗早 期疾病过程的食物产品，则这会防止肥胖和MetS(包括认知功能的病损)的发展。此外，这样 的食物产品还可以在患有与MetS相关的明显疾病的患者中促进疾病的管理。
[0010] 发明概述
[0011] 本发明涉及如下的独特发现：属于普雷沃氏菌科的物种对宿主健康具有有益作 用。属于普雷沃氏菌科的物种可以用于任何种类的食物产品中，或者用作食物产品中的配 料，用作封闭于胶囊中进行施用的益生菌(具有或不具有添加的难消化的碳水化合物），用 作灌肠剂或栓剂，从而改善消费者的健康。
[0012] 在第一个方面中，本发明涉及一种用于治疗肥胖、代谢综合征、2型糖尿病、心血管 疾病、痴呆、阿尔茨海默病和炎性肠病的产品，其包含来自物种普雷沃氏菌科的至少一种分 离的细菌菌株，其中所述菌株选自肠道普雷沃氏菌，Prevotel la stercorea ,Prevotella hi sticola，栖瘤胃普雷沃氏菌，布氏普雷沃氏菌25A和狄氏普雷沃氏菌。通过这样的产品， 能够首次提供新的健康食品配料以及食物产品、胶囊、灌肠剂或栓剂，它们可以用于治疗上 述提及的多种疾病，从而改善葡萄糖代谢并减少代谢综合征中的风险因素。所述产品可以 与一种或多种膳食纤维和/或抗性淀粉一起提供。
[0013] 将特别参照附图更详细地描述本发明的进一步益处和目的。
[0014] 附图简述
[0015] 图1.在分别食用基于大麦粒的面包(BB)和白小麦面包(WB)3天后，针对标准化早 餐的血糖和血清胰岛素反应(增量变化（△))。与参照WB相比，BB的食用导致较低的餐后葡 萄糖和胰岛素峰值浓度(分别地P〈〇.01和P〈〇.001)，以及较低的葡萄糖和胰岛素曲线下面 积（0-150min:分别地P〈0 · 01 和P〈0 · 001) (η = 39)。
[0016] 图2.在分别食用基于大麦粒的面包(BB)和白小麦面包(WB)3天后，针对标准化早 餐的血糖和血清胰岛素反应(增量变化（△))。与参照WB相比，BB的食用导致较低的餐后葡 萄糖和胰岛素峰值浓度（二者均为P〈〇. 05)，以及较低的葡萄糖和胰岛素曲线下面积（Ο-? 50min: 分别地Ρ〈0· 05 和Ρ〈0· 01) (η =20)。
[0017] 图3.在分别食用基于大麦粒的面包(BB)和白小麦面包(WB)3天后，在标准化早餐 下的呼气出排出。与参照膳食WB相比，BB的食用导致显著增加的呼气H 2(在实验日期间的平 均浓度，Ρ〈0·01)(η = 20)。
[0018] 图4.在分别食用基于大麦粒的面包(BB)和白小麦面包(WB)3天后，在标准化早餐 下的血浆PYY浓度。与3天的WB摄入相比，BB的食用导致显著增高的血浆PYY浓度(0-120min) (在实验日期间的主效应，P〈〇 · 05) (η = 20)。
[0019] 图5.在分别食用基于大麦粒的面包(BB)或白小麦面包(WB)3天后，在标准化早餐 后，在反应者(η = 10)和非反应者(η = 10)中的血糖反应。在反应者组中，与3天的WB摄入相 比，食用BB 3天导致显著较低的葡萄糖反应（曲线下面积0-150min，P〈0.0001)。在非反应者 组中，未见到BB的葡萄糖耐受（曲线下面积)的改善。
[0020] 图6.在分别食用基于大麦粒的面包(BB)和白小麦面包(WB)3天后，在标准化早餐 后，在反应者(η =10)和非反应者(η =10)中的血清胰岛素反应。在反应者组中，与3天的WB 摄入相比，食用ΒΒ3天导致显著较低的胰岛素反应（曲线下面积0-120min，P〈0.01)。在非反 应者组中，未见BB的改善。
[0021] 图7.在分别食用基于大麦粒的面包(BB)和白小麦面包(WB)3天后，在标准化早餐 后，在反应者(η = 7)和非反应者(η = 7)中的血糖反应。在反应者组中，与3天的WB摄入相比， 食用BB 3天导致显著较低的葡萄糖反应（曲线下面积0-150!^11，？〈0.0001)。在非反应者组 中，未见到BB的葡萄糖耐受（曲线下面积)的改善。
[0022] 图8示出了在本研究中所涉及的不同组之间的主要肠道微生物物种的分类学变 化，数据是在454焦磷酸测序分析后生成的。6个柱表示本研究中所涉及的组:R-对照(反应 者对照），R_WB(反应者白小麦面包），R-BB(反应者基于大麦粒的面包）。冊=非反应者。对照 是指在未食用测试面包(BB或WB)的情况下所收集的样品。
[0023] 图9显不与用多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)单一定植的小鼠 （η = 6)相比，用肠道普雷沃氏菌单一定植2周的小鼠 （η = 6)展示出改善的口服葡萄糖耐受和较 低的血清胰岛素水平(Ρ = 〇.0076)。与单一定植多形拟杆菌的小鼠相比，用肠道普雷沃氏菌 和多形拟杆菌双重定植的小鼠 （η = 7)也显示较好的口服葡萄糖耐受(P = O.0426)。
[0024]发明详述
[0025] 定义
[0026] 在本申请和发明的上下文中，使用以下定义：
[0027]术语"代谢综合征"或MetS意指一组鉴别受试者处于发生2型糖尿病（T2D)和心血 管疾病的高风险中的风险因素，例如肥胖、高脂血症、高血压和葡萄糖耐受不良。
[0028] 术语"益生菌"意指活的微生物，例如在定植于肠道中后赋予宿主健康益处的细 菌。
[0029] 术语"膳食纤维"或"DF"意指包括3个或更多个单体的碳水化合物，其抵抗在小肠 中的消化和吸收，并且在结肠中被肠道细菌完全或部分发酵。在本申请中，术语DF涉及非淀 粉来源的难消化的多糖，例如葡聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、纤维素、寡糖、果聚糖、果胶、瓜 尔胶。与植物中难消化的多糖紧密相关的难消化底物(例如，难消化的蛋白质级分、酚类化 合物、木质素、蜡、肌醇六磷酸酯/盐、植物留醇)也包括在DF的定义中。
[0030]术语"抗性淀粉"（RS)意指逃避在健康个体的小肠中的消化的淀粉产物和淀粉降 解产物，即，淀粉来源的DFAS可以实现不溶性DF的一些益处和可溶性DF的一些益处。RS可 来源于植物地包封的淀粉、非糊化淀粉或回生淀粉。
[0031]术语"回生淀粉"意指淀粉分子在蒸煮和冷却后的重结晶，从而导致抵抗在小肠中 的消化和吸收的结构。
[0032]术语"植物地包封的淀粉"意指在物理学上陷入食品基质或植物细胞内，从而使其 不能接近小肠中的消化酶的淀粉。
[0033]术语"非糊化淀粉"意指以其天然形式存在的未经加工的淀粉颗粒，例如在未经蒸 煮的马铃薯或未经蒸煮的谷物中的淀粉，或者在加工后抵抗糊化从而导致保留的难消化的 完整结晶结构的淀粉颗粒。
[0034] 术语"益生元"意指以与健康益处有关的方式刺激消化系统中的细菌生长和/或活 性的难消化的食品成分，优选为难消化的碳水化合物，例如DF和RS。
[0035] 术语"合生素"意指益生菌和益生元的组合。
[0036] 术语"SCFA"意指从难消化的碳水化合物的微生物肠道发酵产生的短链脂肪酸。
[0037] 术语"包封的"意指普雷沃氏菌属菌株可以被包封以免受环境(例如氧气和酸度） 影响并因此将在食物产品中以及在通过肠道的过程中是完整的并保持品质和活性。用于包 封的技术可以基于例如藻酸酯/盐_、瓜尔胶_、黄原胶_、刺槐豆胶_、角叉菜胶-或其它的膳 食纤维、-干酪素-、益生元-或基于淀粉的可食用膜、Pickering乳液等。可以使用不同的包 封技术，其中一些由R Vidhyalakshmi等人,2009[j_]描述。
[0038] 术语"反应者"意指在食用益生元大麦fi产品后经受改善的葡萄糖调节的人类受 试者。
[0039] 术语"非反应者"意指在食用益生元大麦粒产品后未显示改善的葡萄糖调节的迹 象的人类受试者。
[0040] 术语"灌肠"用于描绘以下程序，通过该程序，将包含普雷沃氏菌属菌种的溶液与 益生元底物一起或不与益生元底物一起通过直肠引入至肠道，以有利地调节肠道微生物组 成。
[0041] 术语"代谢炎症"用于描绘:通过代谢细胞响应于与胰岛素抗性和代谢功能失调有 关的过量营养物和能量而编排的低度慢性炎症。
[0042] 本发明
[0043]已发现大麦粒产品中固有的DF和RS具有关于心脏代谢风险标志物和食欲调节的 有益作用，这对于其它纤维组也可能是一样的。因此，在摄入大麦粒产品后，在Il-Hh的时 间跨度(t